一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法技术

本发明专利技术属于转向自动驾驶操纵领域，具体涉及一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法。包括以下步骤：根据离散化后的目标路径和作业平台的绝对坐标，利用提出的自适应曲线预瞄方法确定预瞄点在大地坐标系下的位置；通过坐标转换得到预瞄点相对于作业平台的横向偏移量；根据横向偏移量与方向盘转角之间的关系，表征出方向盘目标转角并作为转向操纵控制器的跟踪目标，同时作业平台输出运动状态信息并计算其绝对坐标。本发明专利技术的方法，能够适用于各种具有自动驾驶功能的作业平台，实现的转向操纵能够在速度和路径曲率发生变化时，通过改变预瞄点的位置达到自适应调整的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法
本专利技术属于转向自动驾驶操纵领域，具体涉及一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法。
技术介绍
预瞄式横向操纵策略作为智能驾驶中的一项核心和关键技术，依据不同的要求和目标，可以应用到各类作业平台上，包括但不仅限于对底盘进行改装的无人驾驶作业平台、驾驶机器人操纵的作业平台、具备自动驾驶功能的工程机械等。区别于非预瞄式横向操纵策略中最小化横向偏差或航向偏差的做法，预瞄式横向操纵策略以作业平台前方预瞄点处的位姿误差为输入，横向稳定性好且不存在转向过度的问题，但是以单点预瞄为主的传统预瞄方法在速度变化和大曲率转向情况下的精度会急剧下降，如何优化预瞄式横向操纵策略在上述工况下的表现是完善预瞄方法的关键所在。专利CN107097785B根据车辆的运动信息以及参考路径曲率计算预瞄点处的横向误差和方向误差，并将上述误差按一定权重组成综合误差，通过最小化综合误差的方式从而达到提高跟踪精度和操纵稳定性的目的。在预瞄距离的设计环节中，通过加入预瞄距离补偿，从而达到预瞄距离自适应的目标，但是补偿方法属于一种滞后性的操纵，并没有从根源上对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤(1)：根据稳态圆周工况下的横向动力学响应，求解前轮目标转角；/n步骤(2)：在单点预瞄方法的基础上，提出自适应曲线预瞄方法，所述自适应曲线预瞄方法以作业平台的质心为原点C，建立相对坐标系xCy，作业平台在行驶中的任一时刻均看作沿着曲率半径为R，曲率中心为G的轨迹L行驶，假设沿着x轴正方向有一个参考点T，T’为GT连线与轨迹L的交点，d为T到C点的距离；在自适应曲线预瞄中，预瞄点P为L上一点，满足弧CP的长度等于d，ε*为P到x轴的距离，即预瞄点横向偏移量，预瞄距离d模型为：/nd＝d

【技术特征摘要】
1.一种智能驾驶自适应曲线预瞄方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：根据稳态圆周工况下的横向动力学响应，求解前轮目标转角；
步骤(2)：在单点预瞄方法的基础上，提出自适应曲线预瞄方法，所述自适应曲线预瞄方法以作业平台的质心为原点C，建立相对坐标系xCy，作业平台在行驶中的任一时刻均看作沿着曲率半径为R，曲率中心为G的轨迹L行驶，假设沿着x轴正方向有一个参考点T，T’为GT连线与轨迹L的交点，d为T到C点的距离；在自适应曲线预瞄中，预瞄点P为L上一点，满足弧CP的长度等于d，ε*为P到x轴的距离，即预瞄点横向偏移量，预瞄距离d模型为：
d＝dp+ξtpu
式中：dp为基础预瞄距离；ξ为时间系数；tp为预瞄时间；
步骤(3)：将目标路径离散化，根据步骤(2)提出的自适应曲线预瞄方法，联立作业平台的位置信息，用绝对坐标表征出预瞄点横向偏移量；
步骤(4)：根据步骤(3)的计算结果求解方向盘目标转角。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的“根据稳态圆周工况下的横向动力学响应，求解前轮目标转角”具体为：
仅考虑作业平台的横向运动和横摆运动，得到稳态圆周工况下的横向动力学方程为：



式中：k1和k2为前后轮的侧偏角刚度；m为作业平台整备质量；β为质心侧偏角；a为前轴到作业平台质心距离；b为后轴到作业平台质心距离；ωr为横摆角速度；δ为前轮转角；u为纵向速度。
求解上述动力学方程可以得到对应曲率半径R的前轮目标转角为：



式中：


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)预瞄点横向偏移量的求解过程如下：
步骤(31)：用相对坐标表征预瞄点横向偏移量；
步骤(32)：用绝对坐标表征预瞄点横向偏移量。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(31)用相对坐标表征预瞄点横向偏移量具体为：
利用几何知识分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，蒋一辰，姜俊豪，齐东润，王陶，王良模，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32